Laporan tugas besar Desain Pelabuhan 3

Tugas Besar Desain Pelabuhan III
Kelompok 4 (Coal Terminal)
1.
2.
3.
4.
5.
Anggi Kanza
Fatur Rahman
Davin Bisuk
M Aditya
Himawan Sena Aji
1
Daftar Isi
Cover ................................................................................................................................. 1
Daftar isi ............................................................................................................................2
Bab 1 Pendahuluan ........................................................................................................... 3
1.1 Latar Belakang ........................................................................................................... 3
1.2 Rumusan Masalah ..................................................................................................... 3
1.3 Tujuan ........................................................................................................................ 3
Bab 2 Metodologi ............................................................................................................. 4
2.1 Pengumpulan Data .................................................................................................. 4
2.2 Spesifikasi Kapal Rencana ...................................................................................... 4
2.3 Spesifikasi Dermaga .................................................................................................4
2.4 Analisa Perangcangan Struktur .............................................................................. 4
2.5 Penggambaran Struktur ...........................................................................................5
2.6 Penulisan Laporan .................................................................................................... 5
Bab 3 Pembahasan ........................................................................................................... 5
Bab 4 Kesimpulan ............................................................................................................ 27
2
Bab I
Pendahuluan
1.1 Latar Belakang
Indonesia merupakan negara kepulauan yang memiliki peran penting dalam pelayaran guna
menghubungkan transportasi antar pulau, untuk kepentingan dibidang sosial, ekonomi,
pemerintahan, pertahanan keamanan dan sebagainya. Pelabuhan sebagai prasarana angkutan
laut sangat dibutuhkan karena berfungsi sebagai pintu gerbang komesial untuk mendukung
pendistribusian barang dari satu wilayah ke wilayah tertentu.Pengangkutan muatan barang
tambang dapat dilakukan dengan berbagai jalur transportasi darat, dan laut. Dalam
pengangkutan jalur laut dapat menggunakan kapal untuk memaksimalkan pengangkutan yang
lebih banyak. Pengangkutan dengan kapal dapat menggunakan berbagai jenis kapal
pengangkutan seperti kapal bulk carrier, tongkang, dll. Tongkang adalah benda apung yang
digunakan untuk mengangkut muatan curah berupa batu bara, pasir, dan lain sebagainya dan
tidak ada sistem propulsi, listrik, ataupun perpipaan yang mendukung tongkang ini.
Dikarenakan tongkang hanya sebagai benda apung dengan beban muatan. Dengan begitu,
didapatkan besar pengangkutan muatan yang lebih besar, namun berpengaruh pada hambatan
tongkang terhadap air. Dalam hal ini muatan yang diangkut adalah muatan batu bara. Batu bara
sendiri adalah bahan bakar fosil. Batu bara dapat terbakar, terbentuk dari endapan, batuan
organik yang terutama terdiri dari karbon, hidrogen dan oksigen.
Kondisi eksisting Coal Terminal saat ini mampu melayani barge dengan karakteristik
12000 DWT dengan panjang rencana dermaga kapal kontainer 135 meter. Berdasarkan hal
tersebut kelompok 4 bermaksud mengangkat kasus ini sebagai Tugas Akhir dengan judul
“Desain Struktur Coal Terminal Kapasitas 12.000 DWT". Melalui Tugas Akhir kelompok 4
mencoba mendisain struktur dermaga dengan data-data yang sudah ada.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas, maka pada penelitian ini dapat ditarik rumusan masalah
yaitu, bagaimana cara menentukan dimensi dermaga dan elemen struktur dermaga yang
mampu melayani kapal 12.000 DWT
.1.3 Tujuan
Tujuan dari penilitian ini adalah untuk mengetahui dan menentukan fasilitas yang ada
di terminal batubara yang diangkut menggunakan tongkang dan juga merencanakan detail
struktur dermaga curah kering di Pelabuhan.
3
Bab II
Metodelogi
Metodologi suatu perancangan adalah tata cara atau urutan kerja suatu perhitungan
untuk memperoleh hasil perancangan dermaga. Metodologi yang digunakan untuk
menyelesaikan tugas akhir ini sebagaimana ditunjukkan pada bagan metodologi, dijelaskan
sebagai berikut:.
2.1 Pengumpulan Data
Dalam melakukan perencanaan struktur dermaga diperlukan data yang akan digunakan
pereliminari design. Data tersebut meliputi :
1. Data Kapal
2. Data Angin dan Arus
3. Data Pasang Surut
2.2. Spesifikasi Kapal Rencana
Berdasarkan data dari Terminal batu bara
1. Jenis Kapal : Barge
2. Bobot Mati : 12.000 DWT
3. Panjang kapal (Loa) : 112 meter
4. Beam : 28,04 meter
5. Freeboard : 6,5 meter
6. Draft : 9,45 meter
7. Displacement : 15.600 ton
8. LBP : 112 meter
2.3 Spesifikasi Dermaga

Panjang dermaga L = n(loa+10% loa) + 10% LoA = = 1 x (112+11,2) + 11,2
= 134,4 => 135 m





Struktur pondasi menggunakan pondasi tiang pancang baja
Direncanakan dapat melayani barge 12.000 DWT
Kondisi pasang tertinggi (HWS) : + 3,60 m
Kondisi surut terendah (LWS) : ± 0 m
Kondisi surut (MSL) : ± 1,80m
2.4. Analisa Perancangan Struktur
Analisa perancangan struktur dermaga meliputi :
a. Syarat teknis perancangan
4
Syarat syarat teknis perancangan meliputi data perancangan, data bahan, jenis-jenis beban
yang bekerja pada struktur serta kombinasi beban.
b. Perancangan struktur dermaga
Langkah awal pada perancangan struktur dermaga adalah mendisain dimensi struktur.
Dimana perancangan dimensi ini meliputi dimensi tiang pancang.
c. Pembebanan
Beban beban yang bekerja pada struktur dermaga meliputi beban vertikal
1. Beban Vertikal
d. Perencanaan Fender
Fender merupakan bantalan yang menahan benturan antara kapal dengan dermaga ketika
kapal merapat.
1. Perhitungan energi sandar kapal
2. Jarak optimum Fender
3. Pemilihan Fender
2.5 Penggambaran Struktur
Setelah perhitungan struktur selesai, maka dilakukan penggambaran struktur menggunakan
aplikasi komputer AutoCad.
2.6. Penulisan Laporan
Tugas akhir merupakan bentuk karya ilmiah, maka dalam penulisan tugas akhir diperlukan
laporan yang penulisannya disusun secara sitematis dan terperinci.
Bab III
Pembahasan
5
I. Fasilitas perairan pelabuhan
A. Hitung lebar dan kedalaman alur pelayaran untuk satu jalur (inner dan outer
channel). Kedalaman alur pelayaran mengacu ke muka surut terendah (LWS)

Lebar Alur Pelayaran
Lebar alur
= 1.5B + 1.8 B + 1.5 B (satu jalur)
= (1.5x 28.04) + ( 1.8 x 28.04) + (1.5 x 28.04)
= 134,592 => 135 m
Keterangan :
 1.5 B dari basic manouver lane moderate
 1.8 B inner channel fast
6

Kedalam Alur Pelayaran
= 1,15 x draft kapal
= 1,15 x 9.45
= 10,86 m => -11 m LWS
B. Hitung dimensi dan kedalaman kolam putar

Dimensi :
D = 2 × 112 = 244 , r = 112
Luas = π r2 = 3,14 × (112)^2 = 39388 m2 = 3,9388 ha

Kedalaman kolam putar dapat disamakan dengan alur masuk.
Alur masuk
D = 1.15 Draft Kapal
7
D = 1,15 x 9,45 = 10,86m ~ 11 m = -11mLWS, jadi kedalaman perairan pada alur
masuk yang dibutuhkan coal barge 12000 DWT dapat melintas di perairan ini adalah 11 mLWS.
2. Penentuan dimensi Dermaga dan Area Penumpukan
a) Tentukan jumlah dan kapasitas peralatan bongkar muat kapal
Grab Ship Unloader
Pada peralatan bongkar muat kapal batubara kami menggunakan 2unit grab Grab dengan
kapasitas 1000 ton/jam
8
b) Hitung jumlah berthing dan dimensi dermaga yang dibutuhkan

Berthing number (n)
n=
����� �ℎ����ℎ��� ��� ��ℎ��
���
Diketahui:






BOR coal terminal = 80%
Jam kerja per hari(j) = 20 jam ( asumsi dari PLTU Pesisir Pantai Selatan Jawa )
Jumblah Hari kerja dalam 1 tahun (H) = 300 hari
P (produktivitas bongkar muat peralatan) = 1000 ton/jam
LOA = 112 m
Total throughput dibutuhkan selama 1 tahun =
BTP = H X BOR X J X G X P
= 300 x 80% x20 x 2 x 1000 = 9.600.000
n=
����� �ℎ����ℎ��� ��� ��ℎ��
���
Berthing number (n) = 2.850.000 / 9.600.000
= 0,296 = 1
= Jumlah tambatan yang dibutuhkan 1

Dimensi Dermaga ;
Untuk menghitung panjang dermaga, menggunakan 2 kapal untuk dilayani.
Panjang total kapal (Loa) = 112 m
Bentuk dermaga memanjang.
Panjang dermaga dapat di hitung menggunakan rumus ;
L = n(loa+10% loa) + 10% LoA
= 1x (112+10% LoA) + 10%LoA
9
= 1 x (112+11,2) + 11,2
= 134,4 => 135 m
Kedalaman Kolam Sandar
= draft + jarak aman (Clearence)
= 9,45 + 1,0
= 10,45 m = +11 LWS
Lebar dermaga disesuaikan / tergantung pada fasilitas dan aktifitas pada dermaga.
c) Tentukan elevasi lantai dermaga
Elevasi lantai dermaga
= HWL + tinggi jagaan
= 3,60 + 1,00
= +4,6 m LWS
D) Hitung area penumpukan yang diperlukan dengan memperhitungkan area untuk
jalan akses, dan fasilitas-fasilitas terminal lainnya
5
Lapangan penumpukan (trapsesium)
Sisi 1 =40 m
Sisi 2 = 12 m
Tinggi = 5m
Panjang = 100 m
Kapasitas lapangan penumpukan
L
= 0,5x(sisi1+sisi2)xtinggi
= 0,5 x 52 x 5
10
= 130
V
= Luas x Panjang
= 130 x 100
= 13.000 m3 (kapasitas lapngan penumpukan)
Dik
:
ρ batubara
= 1,506kg/m3
maka :
Kapasitas Stockpile
=ρxv
= 1,506 x 13000
= 19.578 ton
Dari hasil tersebut diketahui 1 tumpukandapat menampung 19.578 ton, maka untuk
menampung Total Throughput Per Tahun (2.850.000) dibutuhkan 7 tumpukan.
Luas Area yang dibutuhkan untuk Coal terminal
= 187 x 293
= 54.791 m2
3. Penentuan Fender dan Gaya Berthing
a) Hitung berthing energy. Beri penjelasan lengkap untuk rumus dan asumsi yang
dipergunakan.
11
Diketahui:
 Barge = 12.000 DWT
 Displacement = 15.600 ton
 LoA = 112 m
 LBP = 112 m
 Vb = 0,19 m/s
 B = 28,04 m
 FL = 6,5 m
 DL = 9,45 m
 Berthing angle = 50°
 Approach Velocity (Vb)
Diketeahui : Berthing Condition = Terlindung breakwater dan proses sandar sulit
Dari grafik di atas, Velocity Approach (VB), Yaitu Kapal ukuran 12.000 DWT, dengan
kondisi berthing terlindungi dan proses sandar sulit. Kemudian Tarik dari titik 12.000
DWT ke B. Kemudian Tarik garis ke arah sumbu y untuk mendapat Approach Velocity.
Maka, VB= 0,19 m/s

The Block Coefficient (CB)
12
13
CB =

15.600
= 0,51
112 � 28,04 � 9,45 � 1,025
Added Mass Coefficient (Cm)
CM

=1+
3.14 � 9.45
2 � 0.51 � 28.04
= 2,03
Eccentricity Coefficient (Ce)
o K = (0,19 x 0,51 + 0,11) x 112 = 23,17
o X + y = 112/2 = 56
28,04 2
o R = √562 + (
) = 57,72 =58
2
o CE = 23,172 + 582 x 1 / 23,172 + 582 = 1
14
CS = 1.0 Soft fenders (δf > 150mm)
CC = 1.0 Berthing angles > 5º
Berthing Energy (EN)
EN = 0.5 × MD × VB2× CM × CE × CC × CS x Sf
Keterangan :
-
Sf = 1.25
EN = Energi sandar kapal normal yang diserap kapal (kNm) 12
M = Massa kapal (displacement tonnage)
VB = Komponen kecepatan kapal saat merapat dalam arah tegak lurus
(m/s)
CM = Koefisien added mass
CE = Koefisien eksentrisitas
CC = Koefisien konfigurasi berthing
CS = Koefisien softness
EN = 0,5 x 15600 x0,192 x 2,03 x 1x 1,0 x 1,0 x 1,25 = 351,975 = 350 kNm
15
b) Tentukan tipe fender yang akan dipergunakan untuk menyerap berthing energy
pada point c
Tipe Fender:
Super Cone Fender
Seri 950 E 1.5
RPD:
-Er = 364 kN
-Rr = 644 kNm
c) Tentukan jarak optimum fender
=
0,15 x LOA
=
0,15 X 112
=
16,8m
16
4) Penentuan Bollard dan Gaya Mooring
a. Hitung gaya mooring kapal akibat angin (sudut datang 0 °, 60 °, 90 ° dan 180° terhadap
sumbu memanjang badan kapal) untuk kondisi kapal ballast dan fully loaded
Loaded Condition
Wind force
0°
60°
90°
CTW(forward)
0
1.6
1.5
CTW (aft)
0
1.5
1.7
17
CLW
1.2
0.8
-0.1
180°
0
0
-0.7
British Standard 6349:Part 1:2000 Formula to calculate Wind Force:
The lateral or transverse wind force in kn
AL = 265
*Wind Speed = 15 knot
0°
7,7 m/s
= (0 + 0) x 1,3096 x 265 x
7,7^2
10.000
= 0 kN
60°
= (1,6 + 1,5) x 1,3096 x 265 x
7,7^2
10.000
= 6,378 kN
90°
2
= (1,5 + 1,7) x 1,3096 x 265 x
7,7
10.000
= 6,584 kN
180°
= (0 + 0) x 1,3096 x 265 x
7,7^2
10.000
= 0 kN
*Wind Speed = 15 knot
7,7 m/s
* AL = 1059
0°
= 1,2 x 1,3096 x 1059 x
7,7^2
10.000
= 9,86 kN
60°
= 0,8 x 1,3096 x 1059 x
7,7^2
10.000
= 6,578 kN
90°
= -0,1 x 1,3096 x 1059 x
7,7^2
10.000
= 0,822 kN
18
180°
= -0,7x 1,3096 x 1059 x
= = -5,755 kN
7,7^2
10.000
Ballast Condition
Wind force
0°
60°
90°
180°
CTW(forward)
0
1.8
1.7
0
CTW (aft)
0
1.5
1.9
0
*AL =56.08
*Wind Speed = 15 knot
0°
7,7 m/s
= (0 + 0) x 1,3096 x 56,08 x
7,7^2
10.000
= 0 kN
60°
= (1.8 + 1,5) x 1,3096 x 56,08 x
7,7^2
10.000
= 1,436 kN
90°
= (1.7 + 1.9) + 1,3096 x 56,08 x
7,7^2
10.000
= 1,567 kN
180°
= (0,0 + 0,0) + 1,3096 x 56,08 x
7,7^2
10.000
= 0 kN
*Wind Speed = 15 knot
7,7 m/s
*AL = 224
0°
= 0.2 x 1,3096 x 224 x
7,7^2
10.000
= 0,349 kN
60°
= 0,4 x 1,3096 x 224 x
7,7^2
10.000
19
CLW
0.2
0.4
-0.1
-0.6
= 0,698 kN
90°
= -0,1 x 1,3096 x 224 x
7,7^2
10.000
= -0,174 kN
180°
= -0,6 x 1,3096 x 224 x
7,7^2
10.000
= -1,048 kN
b. Hitung gaya mooring kapal akibat arus (sudut datang 0 °, 60 °, 90 ° dan 180° terhadap
sumbu memanjang badan kapal) untuk kondisi kapal ballast dan fully loaded
20
Wind force
0°
60°
90°
180°
CTC(forward)
0
1.2
1.3
0
CTC (aft)
0
0.8
1.3
0
CLC
0.4
-0.2
-0.3
-0.1
CCL
1.7
1.7
1.7
1.7
British Standard 6349:Part 1:2000 Formula to calculate Current Force:
Dw/Dd = 11/9.45 = 1.1
The lateral or transverse current force in kN:
Current speedd = 2 knot
0°
1,028 m/s
= ( 0 + 0 ) x 10 x 1025 x 112 x 9,45 x 1,028^2
10.000
= 0 kN
60°
= (1.2 + 0.8 ) 4,7 x 1025 x 112 x 9,45 x 1,028^2
10.000
= 1077,674 kN
90°
= ( 1.3 + 1.3 ) x 4,9 x 1025 x 112 x 9,45 x 1,028^2
10.000
= 1460,593 kN
180°
= ( 0 + 0 ) x 0 x 1025 x 112 x 9,45 x 1,028^2
10.000
= 0 kN
21
CCT
10
4.7
4.9
0
The longitudinal current force in Kn;
Current speedd = 5 knot
0°
2.572 m/s
= 0,4 x 1,7 x 1025 x 112 x 9,45 x
1,028^2
10000
= 77,959 kN
60°
= -0,2 x 1,7 x 1025 x 112 x 945 x
1,028^2
10000
=-38,979 kN
90°
= -0,3 x 1,7 x 1025 x 112 x 9,45 x
1,028^2
10000
= -58,469 kN
180°
= -0,1 x 1,7 x 1025 x 112 x 9,45 x
1,028^2
10000
= -19,489 kN
c. Hitung kombinasi maksimum beban mooring akibat angin dan arus
22
1416,473 kN adalah hasil terbesar kombinasi beban moorin arus dan angin
d) Tentukan ukuran kapasitas bollard yang diperlukan
Sesuai yang kita dapat pada perhitungan kombinasi beban mooring arus dan angin :
1416,473kN. Dalam perhitungan Bollard, satu bollard dianggap menahan 0,5 beban.
Maka , beban yang haris di pikul oleh bollard adalah
T = 0,5 x ( 0,01 kN + 1416,473 kN)
T = 708,2415 kN
T = 72,20 = 73 Ton
Bollard yang akan digunakan untuk menahan beban maximum adalah tipe Tee
Bollard dengan kapasitas 80 Ton
5. Penentuan gaya yang bekerja di atas struktur dermaga dan area penumpukan
a) Tentukan nilai-nilai beban vertikal (cth: distributed live load, equipment load,
bangunan penunjang dan tumpukan container atau batubara) yang bekerja pada
dermaga dan area penumpukan. Equipment load disesuaikan dengan jenis peralatan
bongkar muat yang diperlukan untuk terminal yang menjadi tugas kelompok Anda.
23
Beban Vertikal
1. Stockpile batubara
Beban
= (Volume 1 tumpukan × massa jenis batubara) / luas alas
= (13000 x 1,506) / 130
=150,6 ton/m2
2. Equipment Load
Beban maksimum (W) dari 2 unit grab (fixed grab) pada saat mengangkat batubara adalah
2000 ton dengan Panjang 27 m dan lebar 32 m. Area distribusi dari grab adalah :
A = p x l = 27 x 32 = 864 m2
sehingga beban terdistribusi grab adalah :
W / A = 2000 / 864 = 2,3 ton/m2
5. Penggambaran
a) Gambar layout dermaga (beserta alur masuk dan kolam putar) dan area
penumpukan. Tampak atas struktur dermaga harus menunjukkan posisi bollard
dan fender. Gambar area penumpukan harus jelas dan dilengkapi dengan
dimensi serta fasilitasfasilitas lain yang dibutuhkan untuk operasional terminal.
Dalam menyusun layout dermaga dan area penumpukan, perhitungkan juga
jalan akses untuk peralatan bongkar muat
24
b) Gambar potongan melintang struktur dermaga dengan mengasumsikan struktur
dermaga menggunakan tiang pancang baja
c) Gambarkan tampak atas, potongan memanjang dan potongan melintang kapal yang
menjadi tugas masing-masing kelompok. Pergunakan skala dalam menggambar.
Tampak Atas
25
Tampak Samping
Tampak Depan
26
Bab IV
Kesimpulan
Berdasarkan hasil analisa data yang dilakukan mengenai analisa kekuatan dan
stabilitas kapal tongkang dengan menggunakan software Maxsurf dan pehitungan
kekuatan dapat diambil kesimpulan sebagai berikut, Lebar alur : 135m , Kedalaman =
10.86 m => -11 m LWS, Dimensi = 39,388 ha, dengan menggunakan 2 grab gantry
crane dengan kapasitas 1000 ton/jam didapatkan BTP =14.400.000 dan dimensi
dermaganya 135 m, elevasi lantai dermaga = 4,6 m lws, dengan menggunakan
lapangan penumpukan trapesium kapasitas lapangan penumpukannya = 19.578 ton
dan luas area terminalnya sebesar = 12.529 m2. Dan dari perhitungan diatas dapat
diketahui bahwa menggunakan bollard tipe Tee Bollard dengan kapasitas 80 Ton. Dan
dapat diketahu bahwasannya kombinasi beban mooring arus dan angin adalah
1416,473.
27